地板貼面用無醛豆膠的研制及應用

桂成勝 彭順 朱春劍 王古月 劉志強 劉小青 朱錦

收稿日期：2013-11-12

作者簡介：桂成勝（1988-），男，在讀博士研究生，研究方向為生物基無醛膠粘劑。E-mail：gcs19882006@126.com。

通訊聯(lián)系人：劉小青（1980-），男，研究員，博士生導師。主要從事生物基高分子材料研究。E-mail：liuxq@nimte.ac.cn。

摘要：對中科朝露新材料有限公司開發(fā)的復合木地板貼面改性無醛豆膠進行了全方位的評價。該膠由于用含有氨基的改性劑加以改性，使豆膠耐水性大幅提高。在優(yōu)化的工藝條件下，即：涂膠量180 g/m2，冷壓時間>30 min，118～126 ℃熱壓6 min，能穩(wěn)定滿足柞木、樺木、水曲柳等常用樹種的2.0 mm貼面。

關(guān)鍵詞：復合木地板貼面；無醛豆膠；工藝

中圖分類號：TQ432.7+3 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2014）05-0066-03

1 前言

為了應對“甲醛膠”及其木制品對生產(chǎn)人員和消費者帶來的危害，無醛環(huán)保膠粘劑成為業(yè)界的研發(fā)熱點[1～3]。寧波中科朝露新材料有限公司生產(chǎn)的大豆無醛膠粘劑在地板制造領(lǐng)域取得了較大的突破[4]，多家行業(yè)龍頭企業(yè)已經(jīng)開始批量使用。效果表明，無醛膠產(chǎn)品可完全滿足使用要求，地板基材廠家也經(jīng)過了穩(wěn)定、連續(xù)、批量的生產(chǎn)檢驗，產(chǎn)品性能合格、穩(wěn)定。

當前市場上多層實木復合地板一般采用橡木、柞木、樺木、楓木、黑胡桃等珍貴木材進行貼面裝飾以提高其質(zhì)量和檔次，由于這些木材本身質(zhì)地密實、硬度較高，對所用膠粘劑的要求也較高。為了滿足市場上全豆膠地板生產(chǎn)的需求，急需解決當前豆膠貼面浸漬剝離測試合格率低的問題，因此，中科朝露開發(fā)出新的貼面專用無醛豆膠（ZYDJ），并對ZYDJ的應用性能做了全方位的評價。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

12 mm桉木基材（自制）；（2.0±0.1）mm各種貼面（柞木、白橡、俄橡、紅橡、水曲柳、黑胡桃、沙比利、紅檀香、紅櫻桃、樺木、花梨、楓木），嘉善依木家具有限公司。

2.2 ZYDJ的制備與性能

以中科朝露的OZERO牌豆膠為基體膠粘劑，添加適量含氨基的高分子改性劑A，攪拌均勻即得ZYDJ。ZYDJ的性能：pH值為5～6，固含量40%～45%，黏度與OZERO相當，制得桉木基材的П類濕強為1.6 MPa。

2.3 貼面步驟

參照現(xiàn)有實木復合地板的常用貼面步驟進行貼面實驗，按照設(shè)定條件進行涂膠、冷壓（1.0～1.1 MPa）、熱壓（1.1～1.2 MPa）。

2.4 性能檢測

按GB/T 18103—2000規(guī)定進行貼面的浸漬剝離測試：鋸制6塊75 mm ×75 mm規(guī)格的試件，置于70 ℃水中浸泡2 h，再置于60 ℃鼓風干燥箱中烘3 h，每一邊的任一膠層開膠的累計長度不超過該膠層長度的1/3則為合格，合格試件數(shù)≥5塊時，判為合格，否則為不合格。

3 結(jié)果與討論

3.1 ZYDJ與OZERO性能對比

OZERO的pH值為6～7，固含量為34%～38%，制得桉木基材的П類濕強度為1.2 MPa。此膠貼面時容易出現(xiàn)冷壓效果差、浸漬剝離合格率低的問題。OZERO以脫脂豆粉為主要原料，而豆粉中含有40%左右的糖類物質(zhì)，包括可溶性糖和不可溶性糖。研究[3，5]發(fā)現(xiàn)，豆膠在固化后，糖類物質(zhì)不能起粘接作用。固化豆膠經(jīng)水煮后，有30%以上組分溶于水[3]，這是豆膠耐水性差的主要原因[5]。通過提高膠粘劑固化后的水不溶物含量可以有效提高豆膠的耐水性[3，5]。改性劑A中含有大量氨基，其固化前與水性的OZERO相容性好，固化后氨基參與反應，形成不溶于水的交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。通過添加改性劑A制得的ZYDJ，固化后的水不溶物含量比OZERO高10%左右，П類濕強達到1.6 MPa，貼面后的浸漬剝離合格率高于OZERO。

3.2 涂膠量的影響

設(shè)定涂膠量在（180±20）g/m2。若膠量太低容易造成缺膠，影響合格率，膠量太高則成本升高。試驗結(jié)果顯示，涂膠量在160～200 g/m2，檢測結(jié)果均為合格。

3.3 冷壓時間的影響

豆膠中起主要粘接作用的是大豆蛋白質(zhì)[6]，而大豆蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量高（150～350 kDa）[7]，流動性及滲透性差，必須保證足夠的冷壓時間，才能使豆膠充分滲透木材，并形成有效粘接。實驗中，冷壓時間小于20 min時，閉口陳放過程中會有面皮翹起，在實際生產(chǎn)中容易造成貼面的浸漬剝離不合格；當冷壓時間大于30 min時，基本無面皮翹起現(xiàn)象，所以，冷壓時間應該設(shè)定在30 min以上。

3.4 熱壓時間的影響

冷壓后的貼面必須經(jīng)過充分熱壓，才能保證豆膠的完全固化，另外，只有熱壓充分才能保證制得的地板含水率達到國標要求。當熱壓溫度為118～126 ℃、時間為4～10 min時，制得的實木復合地板含水率均小于14%，浸漬剝離結(jié)果均為合格。

3.5 實驗數(shù)據(jù)

對ZYDJ的性能評價結(jié)果見表1，在優(yōu)選的工藝條件范圍內(nèi)，試驗的12種常用面皮的貼面結(jié)果均合格。

地板生產(chǎn)廠家反饋的結(jié)果表明，當涂膠量為200 g/m2，冷壓工藝為：1.1 MPa、40 min、冷壓后閉口陳放1.5 h；熱壓工藝為：溫度123 ℃、壓力1.2 MPa、8 min，表1中所列各種面皮的粘貼效果全部為合格。

4 結(jié)論

（1）貼面改性無醛豆膠ZYDJ能穩(wěn)定用于柞木等常用樹種的2.0 mm貼面；

（2）最佳貼面工藝為：涂膠量180 g/m2；冷壓時間>30 min；118～126 ℃熱壓6 min。

致謝：本論文得到2011年度寧波市重大科技攻關(guān)項目2011B1006的支持。

參考文獻

[1]桂成勝，劉小青，吳頔，等.鈉基蒙脫土增強豆膠的耐水性研究[J]，林產(chǎn)工業(yè)，2012，39（6）： 23-34.

[2]Liu Xiaoqing，Wang Yi，Cao Yang，et al.Study of dextrin-derived curing agent for waterborne epoxy adhesive[J].Carbohydrate Polymers，2010，83：1180-1184.

[3]Gui Chengsheng，Liu Xiaoqing，Wu Di，et al.Preparation of a new type of polyamidoamineand its application for soy flour-based adhesives[J].Journal of the American Oil Chemists' Society，2013，90（2）：265-272.

[4]http：//ozero-inside.com/index.asp.

[5]Gui Chengsheng，Wang Guyue，Wu Di，et al.Synthesis of a bio-based polyamidoamine-epichlorohydrin resin and its application for soy-based adhesives [J].International Journal of Adhesion and Adhesives，2013，44：237-242.

[6]桂成勝，朱錦，劉小青.大豆基木材膠粘劑的研究進展[J].粘接，2011（4）：67-72.

[7]Qi Guangyan，Li Ningbo，Wang Donghai，et al.Physicochemical properties of soy protein adhesives obtained by in situ sodium bisulfite modification during acid precipitation[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society，2012（89）：301-312.